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开放式高速运动控制器的研究

吴廷忠  
【摘要】:运动控制器是运动控制系统的核心,有着广泛的应用。当前市场上的基于PC的运动控制器多是运动控制嵌入型,需要插入计算机的PCI或者ISA插槽,因此难以独立运行和小型化。针对这些问题,本论文的主要目标是设计一种既可以独立运行,又可以受计算机控制,具有一定的柔性和开放性的运动控制器。 论文共分为九章: 第一章介绍了运动控制技术的现状,阐述了课题的由来和研究意义,并讨论了研究的内容和目标。 第二章论述了运动控制器硬件系统设计,详细说明了各主要电路模块的实现。 第三章论述了运动控制器参数管理和触摸屏软件设计。 第四章介绍运动控制中的轮廓控制和加减速控制,详细推导解耦递归圆弧插补算法、直线和三阶样条曲线加减速算法。 第五章针对EZ-USB芯片设计USB固件程序。 第六章描述了用DriverStudio开发该运动控制器的USB设备驱动程序。 第七章介绍了上位机中的动态链接库设计和应用程序设计。 第八章对两轴步进平台和两轴伺服平台上的试验结果进行了分析。 第九章对全文进行了简明的总结,并对该领域在未来的研究做了展望。 总之,本课题在理论和实践上均取得了一定的突破。在理论上,独特的触摸屏界面管理程序的设计,按照不同阶段的不同设计任务进行分层,将设计难点分散,对于不同的触摸屏应用有较强的适应性,简化并加快了触摸屏应用程序的开发,可以方便的进行功能扩展;在应用上,结合DSP、FPGA、DDS和USB技术,采用主控板和I/O板分离的硬件结构,取得了很好的效果。


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